本發(fā)明涉及空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于靜電除塵技術(shù)和光催化技術(shù)的空氣凈化裝置。

背景技術(shù)：

隨著空氣質(zhì)量的逐漸惡化，如何保證人們能夠生活在一個(gè)空氣質(zhì)量良好的環(huán)境中，已經(jīng)成為人們普遍關(guān)心的技術(shù)問題；因此，空氣凈化器作為凈化空氣的必要設(shè)備，也越來越受到人們的青睞。

眾所周知，目前空氣中的污染物主要有兩類：一類是諸如pm10、pm2.5、花粉、揚(yáng)塵、灰塵等具有一定粒徑的顆粒污染物；另一類是諸如裝修材料中所散發(fā)的甲醛、一些氣態(tài)的無機(jī)氧化物或者揮發(fā)性有機(jī)物(即：vocs)等以分子大小存在的氣態(tài)污染物；其中，針對氣態(tài)污染物所采取的方式主要是利用光催化技術(shù)對其進(jìn)行氧化降解處理，針對顆粒污染物所采取的方式主要是利用靜電除塵技術(shù)進(jìn)行電解吸附處理。

由于無論是單純地利用光催化技術(shù)還是單純地利用靜電除塵技術(shù)都很難獲得足夠高的單次凈化效率；因此，在現(xiàn)有的空氣凈化裝置中，一般都會將光催化技術(shù)與靜電除塵技術(shù)進(jìn)行聯(lián)用，即：在裝置中設(shè)置雙套凈化部件，以在進(jìn)行光催化處理的凈化環(huán)節(jié)之前徹底解決顆粒污染物。然而，由于顆粒物的電荷量會因?yàn)槠浔旧淼奈锢硇再|(zhì)而有所差異，其在電場中所受到的作用力也強(qiáng)弱不一，從而導(dǎo)致部分顆粒污染物無法被有效的收集沉積；同時(shí)，由于目前的顆粒物凈化部件均存在風(fēng)阻較大、濾網(wǎng)需要經(jīng)常更換等弊端，也無法對顆粒污染物進(jìn)行有效的收集；基于此，裝置中的光催化部件的表面很容易被顆粒污染物所覆蓋，而此部分顆粒污染物則會污染光催化部件表面所附著的光催化劑，從而導(dǎo)致光催化劑失效，并最終會影響光催化部件對氣態(tài)污染物的光催化的效果以及空氣凈化裝置本身的空氣凈化效率和凈化效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于靜電除塵技術(shù)和光催化技術(shù)的空氣凈化裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于靜電除塵技術(shù)和光催化技術(shù)的空氣凈化裝置，它包括一施加有電壓的光催化電極、一施加有電壓的電暈電極和一接地的收塵電極，施加于所述光催化電極上的電壓與施加于電暈電極上的電壓為同種類型的電壓，且施加于所述光催化電極上的電壓的電壓值≦施加于電暈電極上的電壓的電壓值。

其中，優(yōu)選方案為：所述光催化電極包括一光催化固定法蘭盤以及若干片均勻地環(huán)繞光催化固定法蘭盤的中心處分布且吊設(shè)于光催化固定法蘭盤的底面上的光催化極板，所述收塵電極包括一與光催化固定法蘭盤呈上下相對分布且中心處開設(shè)有進(jìn)風(fēng)口的收塵固定法蘭盤和若干片均勻地環(huán)繞進(jìn)風(fēng)口分布并座設(shè)于收塵固定法蘭盤的頂面上的收塵極板，相鄰的兩片所述光催化極板之間均穿設(shè)有一片收塵極板，所述電暈電極的下端插接于收塵固定法蘭盤上、上端插接于光催化固定法蘭盤上，且所述電暈電極沿光催化固定法蘭盤的中軸線分布，所述電暈電極的各個(gè)放電點(diǎn)與對應(yīng)的收塵極板的內(nèi)側(cè)壁及對應(yīng)的光催化極板的內(nèi)側(cè)壁之間的垂直距離均等。

其中，優(yōu)選方案為：所述電暈電極包括一上下兩端分別插接于光催化固定法蘭盤上和收塵固定法蘭盤上的電極固定桿以及若干片相互間呈上下并行分布并通過電極固定桿串接為一體的電暈極板，每個(gè)所述電暈極板的整體均呈圓片形結(jié)構(gòu)體；若干片所述光催化極板和若干片收塵極板均環(huán)繞電暈極板分布，且每片所述電暈極板的周壁與對應(yīng)的收塵極板的內(nèi)側(cè)壁和對應(yīng)的光催化極板的內(nèi)側(cè)壁之間的垂直距離均等。

其中，優(yōu)選方案為：所述電暈電極包括一上下兩端分別插接于光催化固定法蘭盤上和收塵固定法蘭盤上的電極固定桿以及若干根設(shè)置于電極固定桿的周壁上的電暈芒刺，每根所述電暈芒刺的外端與對應(yīng)的收塵極板的內(nèi)側(cè)壁和對應(yīng)的光催化極板的內(nèi)側(cè)壁之間的垂直距離均等。

其中，優(yōu)選方案為：所述電暈電極的各個(gè)放電點(diǎn)與對應(yīng)的收塵極板的內(nèi)側(cè)壁和對應(yīng)的光催化極板的內(nèi)側(cè)壁之間的垂直距離均為20mm-100mm。

其中，優(yōu)選方案為：它還包括一上下兩端均為開口結(jié)構(gòu)的外殼體，所述收塵固定法蘭盤蓋合于外殼體的下端口內(nèi)，所述光催化固定法蘭盤的周壁上設(shè)置有若干片支撐片，所述光催化固定法蘭盤通過支撐片架設(shè)于外殼體內(nèi)并位于外殼體的上端口下方。

其中，優(yōu)選方案為：它還包括一導(dǎo)流罩，所述導(dǎo)流罩的下端穿過外殼體的上端口后座設(shè)于光催化固定法蘭盤的頂面上。

其中，優(yōu)選方案為：所述光催化電極的表面設(shè)置有光催化材料層，所述光催化材料層為二氧化鈦層或包含有二氧化鈦的光催化劑混合物層。

其中，優(yōu)選方案為：所述光催化電極與電暈電極相接觸的位置、光催化電極與收塵電極相接觸的位置以及電暈電極與收塵電極相接觸的位置均設(shè)置有絕緣裝置。

其中，優(yōu)選方案為：施加于所述光催化電極上的電壓的電壓值為施加于電暈電極上的電壓的電壓值的10％-100％。

由于采用了上述方案，本發(fā)明通過光催化電極和電暈電極上施加同種類型的電壓并使光催化電極上的電壓值小于電暈電極上的電壓值，可保證荷電之后的顆粒污染物因受到光催化電極的排斥力而無法沉積到光催化電極的表面，從而避免光催化劑因受到顆粒物的污染而容易發(fā)生失效的問題，同時(shí)也避免了傳統(tǒng)的凈化裝置中因必須在光催化過程之前配置多層高密度過濾膜而容易導(dǎo)致裝置風(fēng)阻大、成本高、凈化效果差等問題的發(fā)生；其結(jié)構(gòu)簡單緊湊、拆裝維護(hù)方便快捷、空氣凈化效果顯著，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和市場推廣價(jià)值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例在裝配狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)裝配示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

如圖1至圖3所示，本實(shí)施例提供的一種基于靜電除塵技術(shù)和光催化技術(shù)的空氣凈化裝置，它包括一施加有電壓的光催化電極a、一施加有電壓的電暈電極b和一接地的收塵電極c；其中，施加于光催化電極a上的電壓與施加于電暈電極b上的電壓為同種類型的電壓(可理解為：所述的同種類型的電壓即是指同極性)，并且施加于光催化電極a上的電壓的電壓值≦施加于電暈電極b上的電壓的電壓值。由此，通過在電暈電極b上施加足以其能夠發(fā)生電暈放電現(xiàn)象的高壓(高壓范圍優(yōu)選為5kv-35kv之間的任何數(shù)值)，以完成對顆粒污染物的靜電除塵的過程(即：通過電暈電極a向空氣中放電，使空氣被電離以產(chǎn)生大量的且能夠向收塵電極c所在的方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)帶電正離子，而正離子則會與經(jīng)過電暈放電范圍內(nèi)的顆粒污染物發(fā)生碰撞并吸附在顆粒污染物的表面，從而使得帶有電荷的顆粒污染物最終能夠沉積在收塵電極c的表面，以完成顆粒污染物的收集過程)；與此同時(shí)，由于在光催化電極a上施加了與電暈電極b相同類型的高電壓，在光催化電極a與收塵電極c之間會因電勢差的存在而產(chǎn)生電場，使光催化電極a對帶有電荷的顆粒污染物具有向外(即：朝收塵電極c的方向)排斥的作用力，從而使得帶有電荷的顆粒污染物始終不會沾染到光催化電極a的表面，由此可完全避免因顆粒污染物沾染到光催化電極a上而容易導(dǎo)致光催化劑失效的問題；另外，由于施加于光催化電極a上的電壓值≦施加于電暈電極上的電壓值，故可避免在兩者之間發(fā)生電暈現(xiàn)象。基于此，本實(shí)施例的空氣凈化裝置無需在光催化處理步驟之前配置諸如多層高密度過濾膜等用于對顆粒污染物進(jìn)行提前過濾處理的部件，并且能夠?qū)⒐獯呋^程與靜電除塵過程同時(shí)通過與收塵電極c的配合來完成，有利于降低整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、部件配置的成本，提高了裝置的凈化效果以及凈化效率并延長了裝置的使用壽命。

在上述運(yùn)行機(jī)理的基礎(chǔ)上，為能夠提供一種可實(shí)施的實(shí)體結(jié)構(gòu)裝置，并能夠同時(shí)保證裝置的性能，本實(shí)施例的光催化電極a包括一光催化固定法蘭盤1以及若干片均勻地環(huán)繞光催化固定法蘭盤1的中心處分布且吊設(shè)于光催化固定法蘭盤1的底面上的光催化極板2；收塵電極c包括一與光催化固定法蘭盤1呈上下相對分布且中心處開設(shè)有進(jìn)風(fēng)口d的收塵固定法蘭盤3和若干片均勻地環(huán)繞進(jìn)風(fēng)口d分布并座設(shè)于收塵固定法蘭盤3的頂面上的收塵極板4，相鄰的兩片光催化極板2之間均穿設(shè)有一片收塵極板4；電暈電極b的下端插接于收塵固定法蘭盤3上、上端插接于光催化固定法蘭盤1上，且電暈電極b沿光催化固定法蘭盤1的中軸線分布，并且電暈電極b的各個(gè)放電點(diǎn)與對應(yīng)的收塵極板4的內(nèi)側(cè)壁(可以理解為是內(nèi)周壁)及對應(yīng)的光催化極板2的內(nèi)側(cè)壁(可以理解為是內(nèi)周壁)之間的垂直距離均等。

由于收塵電極c和光催化電極a采用結(jié)構(gòu)高度相近，兩者分別通過各自的固定法蘭盤分別將對應(yīng)的光催化極板2和對應(yīng)的收塵極板4進(jìn)行固定后以交錯(cuò)插接的形式分布，從而可保證每一片光催化極板2的兩側(cè)均存在一片收塵極板4，當(dāng)在光催化極板2和電暈電極b上施加高壓電壓后，可在電暈電極b與光催化電極a和收塵電極c之間形成電暈電場，使帶有電荷的顆粒污染物能夠朝收塵電極c和光催化電極a所在的一側(cè)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)由于光催化極板2上也施加有高壓，會在光催化極板2與收塵極板4之間形成電勢差，由此又可保證帶有電荷的顆粒污染物朝收塵極板4的一側(cè)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)而不會沉積在光催化極板2上；而隨著收塵極板4上沉積的顆粒物的積累并形成質(zhì)量較重的沉積物后，其會在重力的作用下下落至光收塵固定法蘭盤3上(后期只需對整個(gè)收塵電極c進(jìn)行定期清理即可)，從而不但保證了收塵極板4具有良好的收塵性能，而且為裝置的定期維護(hù)提供了有利條件；基于此，既可以保證光催化電極a對諸如vocs等氣態(tài)污染物進(jìn)行催化降解并完全避免因顆粒污染物沾染到光催化極板2上而容易導(dǎo)致光催化劑失效的問題，又可保證收塵極板4對荷電顆粒物的收集效果。

為保證電暈電極b的電暈放電效果，使其能夠?qū)ρb置內(nèi)被污染的空氣進(jìn)行充分電離，本實(shí)施例的電暈電極b可根據(jù)具體情況采用不同的結(jié)構(gòu)形式，以期豐富整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)，具體如下：

實(shí)施例1，如圖1和圖2所示，其包括一上下兩端分別插接于光催化固定法蘭盤1上和收塵固定法蘭盤3上的電極固定桿5以及若干片相互間呈上下并行分布并通過電極固定桿5串接為一體的電暈極板6，每個(gè)電暈極板6的整體形狀均呈圓片形結(jié)構(gòu)體(其周壁可以為光滑的弧面，也可以為鋸齒狀)，若干片光催化極板2和若干片收塵極板4均環(huán)繞電暈極板6分布(可以理解為：電暈極板6是位于由若干片光催化極板2和若干片收塵電極4環(huán)繞圍合后所形成的軸孔空間內(nèi))，且每片電暈極板6的周壁與對應(yīng)的收塵極板4的內(nèi)側(cè)壁或?qū)?yīng)的光催化極板2的內(nèi)側(cè)壁之間的垂直距離均等。

實(shí)施例2，基于實(shí)施例1所提供的結(jié)構(gòu)原理，也可以將其電暈極板6進(jìn)行結(jié)構(gòu)變換，以形成具有明顯結(jié)構(gòu)差別的電暈電極，即：其包括一上下兩端分別插接于光催化固定法蘭盤1和收塵固定法蘭盤3上的電極固定桿5以及若干根設(shè)置于電極固定桿5的周壁上的電暈芒刺(圖中未示出)，每根電暈芒刺的外端與對應(yīng)的收塵極板4的內(nèi)側(cè)壁和對應(yīng)的光催化極板2的內(nèi)側(cè)壁之間的垂直距離相等。當(dāng)然，本實(shí)施例所描述的電暈芒刺也可根據(jù)具體情況采用針狀、倒刺狀、絲狀等等。

為保證電暈電場形成的效果，使進(jìn)入裝置內(nèi)的被污染空氣能夠被充分電離，本實(shí)施例的電暈電極b的各個(gè)放電點(diǎn)與對應(yīng)的收塵極板4的內(nèi)側(cè)壁和對應(yīng)的光催化極板2的內(nèi)側(cè)壁之間的垂直距離均優(yōu)選為20mm-100mm。

為最大限度地優(yōu)化整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)，保證各個(gè)組成部件之間的結(jié)構(gòu)緊湊性，本實(shí)施例的裝置還包括一上下兩端均為開口結(jié)構(gòu)的外殼體7，其中，收塵固定法蘭盤3蓋合于外殼體7的下端口內(nèi)，光催化固定法蘭盤1的周壁上設(shè)置有若干片支撐片8，光催化固定法蘭盤2通過支撐片8架設(shè)于外殼體7內(nèi)并位于外殼體7的上端口的下方。由此，通過光催化電極a的催化降解與收塵電極c的收塵處理后所形成的凈化空氣，可經(jīng)由外殼體7的內(nèi)壁與光催化極板2或收塵極板4所形成的縫隙之間向上流動(dòng)并最終由外殼體7的上端口排出，而外殼體7也可為整個(gè)裝置的凈化部件提供一個(gè)相對封閉的凈化空間。

為保證凈化空氣能夠順暢地向裝置外排出，本實(shí)施例的裝置還包括一導(dǎo)流罩9，導(dǎo)流罩9的下端穿過外殼體7的上端口后座設(shè)于光催化固定法蘭盤1的頂面上。

作為優(yōu)選方案，為保證光催化電極a對氣態(tài)污染物具有良好的催化降解功能，在光催化電極a(具體為光催化極板2)的表面設(shè)置有光催化材料層，光催化材料層可根據(jù)具體情況采用諸如二氧化鈦層或包含有二氧化鈦的光催化劑混合物層，當(dāng)然也可以為其他具有光催化性能的金屬單質(zhì)、金屬氧化物或者混合物。

為保證整個(gè)裝置具有良好的放電效果，同時(shí)增強(qiáng)裝置本身的安全性能，在光催化電極a與電暈電極b相接觸的位置、光催化電極a與收塵電極c相接觸的位置以及電暈電極b與收塵電極c相接觸的位置均設(shè)置有絕緣裝置(如絕緣套、絕緣墊等等)。

為保證光催化電極a不會對收塵電極c產(chǎn)生電暈放電，作為一個(gè)優(yōu)選方案，施加于光催化電極a上的電壓的電壓值最好控制在施加于電暈電極b上的電壓的電壓值的10％-100％。

基于上述的結(jié)構(gòu)及功能原理，本實(shí)施例的裝置的具體凈化過程主要有以下步驟，即：

1、電暈放電、空氣電離和自由基產(chǎn)生的步驟：在電暈電極b上施加高壓并使收塵極板c接地后，會產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象，以將空氣電離，使空氣中的o2、h2o等分子被電離后會形成·o、·oh、·o2h等自由基以及臭氧。

2、顆粒物荷電、vocs氣體分子電離降解的步驟：帶電離子在電場作用下做有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)過程中，附著在電中性的顆粒物上并形成帶電荷的顆粒物，自由電子或強(qiáng)氧化性物質(zhì)與vocs氣體分子發(fā)生碰撞后，會使vocs氣體分子的內(nèi)部化學(xué)鍵斷裂或均裂而解離為碎片基團(tuán)、原子團(tuán)或無機(jī)物；同時(shí)，部分vocs碎片會與自由基發(fā)生反應(yīng)并被降解，以生成co2、h2o等無害物質(zhì)。

3、荷電顆粒物(即：帶電荷的顆粒污染物)沉積、vocs光催化降解的步驟：荷電顆粒物在電場力的作用下沉積在收塵極板c上，vocs碎片基團(tuán)和原子團(tuán)在經(jīng)過收塵電極c和光催化電極a的中間位置時(shí)，由于氣體分子的無規(guī)則布朗運(yùn)動(dòng)會接觸到光催化劑表面，從而發(fā)生光催化降解反應(yīng)，vocs分子最終被徹底降解為co2、h2o等無害物質(zhì)。

另外，為充分說明本實(shí)施例的凈化裝置的功能特點(diǎn)，并為凈化裝置的實(shí)際應(yīng)用提供一種更為直接的技術(shù)方案，在對凈化裝置的部件參數(shù)或功能參數(shù)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)時(shí)，最好采用以下原則，即：電暈電極b的電壓和光催化電極a的電壓以及電暈電極b、光催化電極a和收塵電極c之間的空間排列位置關(guān)系應(yīng)按照電暈起始場強(qiáng)來進(jìn)行計(jì)算，在任何可以預(yù)見的空氣環(huán)境下，應(yīng)保證電暈電極b與收塵電極c之間產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大于電暈起始場強(qiáng)，而光催化電極a和收塵電極c之間的電場強(qiáng)度要遠(yuǎn)小于電暈起始場強(qiáng)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。